Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1427
2016-11-20 
На горизонтальной поверхности находятся два тела массами $m_{1}$ и $m_{2}$, скрепленные легкой недефор-мированной пружиной. Коэффициент трения между поверхностью и каждым из тел равен $\mu$. Какую минимальную постоянную силу необходимо приложить к телу массы $m_{1}$, чтобы сдвинулось тело массы $m_{2}$?
Решение:
Если приложенная сила меньше максимальной силы трения покоя первого тела, то есть $F < \mu m_{1} g$, то первое тело вообще не сдвинется. Пусть $F$ превышает $\mu m_{1} g$ на малую величину. В этом случае первое тело начнет движение, а затем остановится из-за действия силы упругости пружины, пройдя некоторое расстояние $x$. Будем увеличивать силу $F$ до такой величины $F_{0}$, чтобы после остановки выполнилось условие:
$kx_{0} = \mu m_{2} g$. (1)
При этом второе тело хотя и не сдвинется, но будет находится в состоянии неустойчивого равновесия (на грани проскальзывания). Очевидно, что при $F > F_{0}$ второе тело сдвинется.
Полагая, что приложенная сила $F = F_{0}$, запишем закон сохранения энергии в третьей формулировке введения, выбирая в качестве начального состояния систему (два тела скрепленных пружиной) в момент приложения силы $F_{0}$, а в качестве конечного — в момент остановки первого тела (при этом второе также покоится):
$E_{2} - E_{1} = A$, (2)
где
$E_{1} = 0$
$E_{2} = \frac{kx_{0}^{2}}{2}$ (4)
$A = F_{0}x - \mu m_{1} gx$. (5)
В последнем соотношении учтено, что работа силы $F_{0}$ положительна, а работа силы трения скольжения $\mu m_{1}g$ — отрицательна.
Из (1—5) находим:
$F_{0} = \mu m_{1} g + \frac{ \mu m_{2} g}{2}$.
Таким образом, если приложенная сила $F > F_{0}$, второе тело сдвинется.
На горизонтальной поверхности находятся два тела массами $m_{1}$ и $m_{2}$, скрепленные легкой недефор-мированной пружиной. Коэффициент трения между поверхностью и каждым из тел равен $\mu$. Какую минимальную постоянную силу необходимо приложить к телу массы $m_{1}$, чтобы сдвинулось тело массы $m_{2}$?
Решение:
Если приложенная сила меньше максимальной силы трения покоя первого тела, то есть $F < \mu m_{1} g$, то первое тело вообще не сдвинется. Пусть $F$ превышает $\mu m_{1} g$ на малую величину. В этом случае первое тело начнет движение, а затем остановится из-за действия силы упругости пружины, пройдя некоторое расстояние $x$. Будем увеличивать силу $F$ до такой величины $F_{0}$, чтобы после остановки выполнилось условие:
$kx_{0} = \mu m_{2} g$. (1)
При этом второе тело хотя и не сдвинется, но будет находится в состоянии неустойчивого равновесия (на грани проскальзывания). Очевидно, что при $F > F_{0}$ второе тело сдвинется.
Полагая, что приложенная сила $F = F_{0}$, запишем закон сохранения энергии в третьей формулировке введения, выбирая в качестве начального состояния систему (два тела скрепленных пружиной) в момент приложения силы $F_{0}$, а в качестве конечного — в момент остановки первого тела (при этом второе также покоится):
$E_{2} - E_{1} = A$, (2)
где
$E_{1} = 0$
$E_{2} = \frac{kx_{0}^{2}}{2}$ (4)
$A = F_{0}x - \mu m_{1} gx$. (5)
В последнем соотношении учтено, что работа силы $F_{0}$ положительна, а работа силы трения скольжения $\mu m_{1}g$ — отрицательна.
Из (1—5) находим:
$F_{0} = \mu m_{1} g + \frac{ \mu m_{2} g}{2}$.
Таким образом, если приложенная сила $F > F_{0}$, второе тело сдвинется.
